(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、放電ランプの出力上昇に伴う進相動作を防ぐことができる放電ランプ点灯装置及び照明器具を提供することである。【解決手段】本発明は、直流電源１３と；直流電源の出力間に互いに直列接続され交互にオンオフ駆動される一対のスイッチング素子を有したスイッチング回路１４と；共振インダクタンス及び共振コンデンサを有し、前記スイッチング回路の一対のスイッチング素子の交互のスイッチング動作により放電ランプに高周波交流を印加する負荷回路１５と；前記負荷回路の放電ランプに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部１９と；調光動作時においては、前記ランプ電流検出部で検出されたランプ電流が所定の一定値になるように前記一対のスイッチング素子をスイッチング動作させ、全光動作時においては、前記一対のスイッチング素子を特定周波数で動作させることによってランプ電流一定動作させる制御部１８と；を具備していることを特徴とする。【選択図】図１
2006286383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と；
直流電源の出力間にされた一対のスイッチング素子を有するスイッチング回路と；
共振インダクタンスおよび共振コンデンサを有し、前記一対のスイッチング素子の交互のスイッチング動作により放電ランプに高周波交流を印加する負荷回路と；
前記負荷回路の放電ランプに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部と；
調光動作時においては、前記ランプ電流検出部で検出されたランプ電流が所定の一定値になるように前記一対のスイッチング素子をスイッチング動作させ、全光動作時においては、前記一対のスイッチング素子を固定周波数で動作させることによってランプ電流一定動作させる制御部と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の放電ランプ点灯装置と；
放電ランプ点灯装置を装着する器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプを高周波点灯する放電ランプ点灯装置及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放電ランプの点灯は放電ランプ点灯装置により行われ、商用周波数の交流電源を整流部で整流し一旦直流電源を得て、さらにインバータ回路により高周波の交流電源に変換し、放電ランプを高周波点灯している。放電ランプ点灯装置は電源が投入されると、放電ランプのフィラメントを予熱した後、放電ランプを点灯させるに必要な始動電圧を発生させて放電ランプに放電を起こさせ、放電ランプが点灯した後に所定の周波数で点灯制御を行う。この場合には、放電ランプ点灯装置は放電ランプに流れるランプ電流を検知してランプ電流一定制御または定ランプ電力一定制御等を行うものがある。
【０００３】
ランプ電流一定制御を行っている場合、放電ランプ点灯装置は、放電ランプの異常時や点灯直後等には定格電力以上の電力を出力するように動作することがある。これは、放電ランプが接続された負荷回路の入力電圧が上昇するためである。このような場合には、負荷回路への入力電圧の上昇に伴いランプ電圧が制限値を越えた場合には安全回路が動作し、インバータ回路の発振を停止するようにしている。
【０００４】
また、放電ランプのランプ電力を一定に制御して周囲温度によらず安定した光出力を得るようにするか、また、電流トランスの温度変化による特性変化を補償して、放電ランプが接続される負荷回路の出力を一定に保つようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−６７３５６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ランプ電流を一定に制御する場合には、放電ランプの異常時や点灯直後等には定格電力の電力を出力させるため、ランプ電圧が上昇する。負荷回路への入力電圧が上昇すると、インバータ回路の無効電流を増加させることになるが、回路電流の無効電流が増加すると回路の効率が低下し、また、回路部品が温度上昇するので、最近はインバータ回路の回路電流の無効電流を低減させた設計となっている。
【０００６】
このことから、ランプ電圧を上昇させようとした場合には、回路電流の無効電流を増加させることができない設計となっていることから、負荷回路への入力電圧を上昇させることができない。このような場合には、インバータ回路のスイッチ素子のスイッチング周波数を下げることによって負荷回路への入力電圧を上昇させることとなるが、スイッチング周波数を下げるとスイッチング素子が進相動作となることがある。進相動作となるとスイッチ素子の破壊につながり、安全上の問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、放電ランプの出力上昇に伴う進相動作を防ぐことができる放電ランプ点灯装置及び照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、直流電源と；直流電源の出力間に接続された一対のスイッチング素子を有するスイッチング回路と；共振インダクタンスおよび共振コンデンサを有し、前記スイッチング回路の一対のスイッチング素子の交互のスイッチング動作により放電ランプに高周波交流を印加する負荷回路と；前記負荷回路の放電ランプに流れるランプ電流を検出するランプ電流検出部と；調光動作時においては、前記ランプ電流検出部で検出されたランプ電流が所定の一定値になるように前記一対のスイッチング素子をスイッチング動作させ、全光動作時においては、前記一対のスイッチング素子が特定周波数動作によりランプ電流一定動作させる制御部と；を具備していることを特徴とする。
【０００９】
制御部は、例えば、放電ランプの始動時には共振インダクタンス及び共振コンデンサの共振周波数近傍の周波数で一対のスイッチング素子を交互にオンオフ駆動し、放電ランプに高電圧を印加して放電を開始させる。そして、放電ランプの点灯後は、放電ランプを流れるランプ電流が一定になるように制御する。ランプ電流検出部で検出されたランプ電流が所定の一定値になるように、一対のスイッチング素子を交互にスイッチング動作させる。制御部の制御方法は上記に限定されない。
【００１０】
ランプ電流を一定制御している場合において、ランプを全光点灯するときには、スイッチング素子が進相動作とならないように、一対のスイッチング素子を固定周波数で動作させるように制御する。このため、スイッチング周波数が下がることによって負荷回路への入力電圧が上昇してもスイッチング素子が進相動作とならない。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および２の発明によれば、放電ランプのランプ電流を一定制御している場合に、放電ランプの電圧が上昇して放電ランプが定格電力以上の電力を出力するように点灯周波数を下げることによって負荷回路への入力電圧を上昇させるように動作した場合であっても、一対のスイッチング素子の動作周波数は固定で制限されるので、周波数が下がり過ぎることによる進相動作を防止できる。従って、インバータ回路のスイッチング素子などの部品の破壊を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の構成図、図２は制御部のブロック構成図である。図１に示すように、交流電圧電源１１の交流電圧は整流器１２で整流されて直流電圧に変換され、昇圧チョッパ回路１３で昇圧されてスイッチング回路１４に入力される。スイッチング回路１４では直流を高周波交流に変換し、負荷回路１５の放電ランプ１６に高周波交流を印加し高周波点灯する。スイッチング回路１４は駆動部１７を介して制御部１８により制御される。
【００１３】
交流電圧電源１１は、例えば商用１００Ｖの低周波交流電源であり、ダイオードＤ１〜Ｄ４で構成された整流器１２により直流に変換される。整流器１２で変換された直流はＤＣ／ＤＣコンバーターである昇圧チョッパ回路１３で昇圧される。昇圧チョッパ回路１３は、整流器１２に並列接続されたコンデンサＣ１、整流器１２に直列接続されたインダクタＬ１及びダイオードＤ５、インダクタＬ１を介して整流器１２に並列的に接続されたスイッチング素子Ｓ１及び抵抗Ｒ１の直列回路、インダクタＬ１及びダイオードＤ５を介して整流器１２に並列的に接続された電解コンデンサＣ２、電解コンデンサＣ２に並列に接続された抵抗Ｒ２とから構成されている。スイッチング素子Ｓ１は制御部１８によりオンオフ駆動され昇圧チョッパ回路１３の出力である直流電圧を一定に制御する。
【００１４】
昇圧チョッパ回路１３で得られた直流電源の直流は、スイッチング回路１４に入力され高周波交流に変換される。スイッチング回路１４は、一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂを直列接続して構成されている。一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂは、駆動部１７を介して制御部１８により交互にオンオフ駆動され、昇圧チョッパ回路１３で得られた直流を高周波交流に変換する。
【００１５】
スイッチング回路１４で得られた高周波交流は負荷回路１５に入力される。負荷回路１５は、スイッチング回路１４の一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂの接続点から、共振インダクタンスＬ２及び直流カットコンデンサＣ３が直列に接続され、放電ランプ１６に並列に共振コンデンサＣ４が並列接続されて構成されている。
【００１６】
制御部１８には、ランプが調光動作時においては、抵抗Ｒ２を介して検出された昇圧チョッパ回路１３の出力電圧が入力され、制御部１８によりスイッチング素子Ｓ１が制御されて昇圧チョッパ回路１３の出力電圧が一定に制御される。また、制御部１８にはランプ電流検出部１９で検出されたランプ電流が入力され、このランプ電流が一定になるように駆動部１７を介して一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂをオンオフ駆動する。そして、ランプが全光動作時には、一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂの動作周波数を固定し、固定周波数で一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂを交互にスイッチング動作させる。
【００１７】
図２に示すように、ランプ電流検出部１９で検出されたランプ電流は、制御部１８の周波数制御手段２２に入力され、ランプ電流が所定値Ｉ０になるように発振器２１に対して発振指令を出力する。すなわち、ランプ電流と予め定められた所定値Ｉ０とを比較し、ランプ電流が所定値Ｉ０となるように発振器２１に対して発振指令を出力する。駆動部１７は発振器２１からの発振周波数で一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂを交互にオンオフ駆動する。
【００１８】
また、周波数制御手段２０は発振器２１の発振周波数をフィードバックし、発振器２１からの発振周波数が予め定めた周波数制限値ｆＬ以下であるか否かを判定し、発振器２１の発振周波数が周波数制限値ｆＬを越えないように制限を加える。すなわち、発振器２１の発振周波数が周波数制限値ｆＬとなったときは、その固定値ｆＬで一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂを交互にオンオフ駆動する。この場合、固定周波数ｆＬは、放電ランプ１６の点灯周波数を下げることによって負荷回路１５への入力電圧を上昇させた場合に、進相動作とならない最小周波数とする。
【００１９】
このように、スイッチング回路１４の一対のスイッチング素子Ｓａ、Ｓｂの最小周波数を設定することで、その動作周波数が下がり所定値以上に出力が上昇することを防ぎ、出力上昇に伴う進相動作を防ぐ。例えば、ランプ電力が定格で１００Ｗの場合、最小周波数の設定によりランプ電力が１２０Ｗまでしか出力値が上昇しないように設定し、ランプ電力が１２０Ｗ以下になると、周波数制御手段２０により再びランプ電流一定制御を行う。
【００２０】
第１の実施の形態によれば、放電ランプのランプ電流を一定制御している場合に、放電ランプの電圧が上昇して放電ランプが定格電力以上の電力を出力するように点灯周波数を下げることによって負荷回路への入力電圧を上昇させるように動作した場合であっても、一対のスイッチング素子の動作周波数は周波数制限値で制限されるので、動作周波数が下がり過ぎることによる進相動作を防止でき、インバータ回路のスイッチング素子などの部品の破壊を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電ランプ点灯装置の構成図。
【図２】同じく、放電ランプ点灯装置の制御部のブロック構成図。
【図３】本発明に係る照明器具の外観斜視図。
【符号の説明】
【００２２】
１１…交流電圧電源、１２…整流器、１３…昇圧チョッパ回路、１４…スイッチング回路、１５…負荷回路、１６…放電ランプ、１７…駆動部、１８…制御部、１９…ランプ電流検出部、２０…周波数制御手段、２１…発振器、２５…照明器具、２６…照明器具本体、２７…ランプソケット、２８…反射面、２９…反射体、３０…放電ランプ点灯装置。
【図１】
2006286383.tif 000003
【図２】
2006286383.tif 000004
【図３】
2006286383.tif 000005